PCU Virginia (SSN 774). Kredit: US Navy, Wikimedia Commons.

Když se v dějovém roce 1984 americké námořnictvo honí za fiktivní ponorkou „Rudý říjen,“ které velí Sean Connnery, všechno se točí kolem tajuplného „housenkového pohonu“ (Caterpillar drive), který nelze detekovat pomocí pasivního sonaru. Ponorka s takovým pohonem by byla pro dnes používané technologie jen velmi obtížně viditelná.

Japonské experimentální plavidlo Yamato 1 dosahovalo v roce 1992 rychlosti 15 km/h. Kredit: Geofrog, Wikimedia Commons.

Connery ve filmu z roku 1990 nakonec zakotví s Rudým říjnem na řece Penobscot ve státě Maine a svět je zachráněn, přinejmenším pro tentokrát. Stín housenkového pohonu ale nezmizel. Ve skutečnosti byl založen na sice exotické, ale jinak velmi reálné technologii magnetohydrodynamického pohonu.

Inženýři se tento pohon zajímají už od konce 50tých let. Jeho princip je vlastně velmi jednoduchý. V tomto pohonu se nejprve elektricky nabije nějaká kapalina, typicky voda, a pak se urychluje v elektromagnetickém poli. Magnetohydrodynamický pohon typicky tvoří trubice s elektrodami na jednom konci, obklopená elektromagnetickými cívkami.

Tahle technologie nemá žádné pohyblivé části. Žádné hřídele, ozubená kola, lodní šrouby, turbíny či výtrysky, prostě nic. Proto vytváří jenom nepatrné zvuky, které lze snadno zaměnit se zvuky přírodního původu, jakých je oceán plný. Stealth pohon tohoto typu by byl pro ponorky nesmírně užitečný.

Logo. Kredit: DARPA.

Nejen proto, že takovou ponorku je téměř nemožné vystopovat, ale i kvůli tomu, že její sonar a další zařízení nejsou rušené vlastním pohonem. Pro průzkumné mise je to neocenitelné.

Když je „housenkový pohon“ tak skvělý, proč už ho ponorky dávno nepoužívají? V cestě stojí dva zásadní technologické problémy. Elektromagnetické cívky takového pohonu musejí být extrémně výkonné – a zároveň dost malé a lehké na to, aby se vešly na ponorku. A za druhé, elektrody musejí vydržet vpravdě ďábelské podmínky prostředí, včetně trvalého působení mořské vody, silných magnetických polí a elektrického proudu.

Od sepsání příběhu Rudého říjnu Tomem Clancym se dostupné technologie velmi zlepšily, ale stále to ještě není ono. Americká agentura pro plnění snů na počkání DARPA se s tím rozhodla něco udělat. Spustili tříletý program s výmluvným názvem Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps, čili PUMP, jehož cílem je vytvořit prakticky použitelný pohon pro ponorky.

Podle manažerky programu PUMP Susan Swithenbankové už v podstatě není nutné moc řešit magnety. Nové magnety ze vzácných zemin typu REBCO (Rare-Earth Barium Copper Oxide) vytvářejí magnetická pole s indukcí 20 tesla a slibují magnetohydrodynamický pohon s 90procentní účinností. Program PUMP se proto soustředí na průlom v materiálech pro elektrody zmíněného pohonu. Hlavní překážkou je tvorba nežádoucích bublin na povrchu elektrod. Podle Swithenbankové to bude chtít vhled z magnetických polí, hydrodynamiky a elektrochemie, plus hodně počítačového modelování. Jakmile budou vhodné elektrody, je „housenkový pohon“ na dohled.

Video: Magnetohydrodynamic (MHD) Propulsion - What Is It?

Literatura

New Atlas 4. 6. 2023.